Нужно запитать нерядовой светодиод (ИК-специализированный) стабильным током. Ток равен 0,25 А. Также возможны варианты в диапазоне 0,2...0,6А. Напряжение питания 24 В. Падение на диоде 0,5...1,2В (от экземпляра). Нужно чтоб ток не был очень термозависимым в диапазоне 0...+65С. Стабильность в 1% устроит. Хотя может и 3% тоже устроит. Нестабильность питания +/- 20%. Также хорошо иметь варианты с питание 5, 12 В. Какие будут идеи? Хоровица-Хила читал. А да... нужно потом модулировать примерно 30 кГц скважность 10...50%.

Ну, как-то так.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
ОУ должен нормально работать при напряжении на входах, начиная от потенциала "минус" питания (в данном случае от "земли"). Эти ОУ называют "ОУ для однополярного питания". Типы - начиная от LM358 и далее по списку. Сейчас много рейл-ту-рейл типов - они тоже подходят. Учитывая Ваши требования по стабильности тока (1%), можно сказать, что ток через диод практически не зависит от напр. питания и температуры, т.к. точность данной схемы почти полностью определяется погрешностями ОУ. Ну, и естественно, стабильностью упрвляющего напряжения V_in. Если сформируете его с помощью TL431, то и с этим не будет проблем. Заодно, можно подстраивать ток в указанных Вами пределах 0,2...0,6А. Это про статическую погрешность.
Другое дело, динамическая. При ШИМ-модуляции на 30 кГц LM358 может давать значительную нелинейность преобразования "длительность/(средний)ток", так что применяйте более быстрые ОУ, если линейность Вас не устроит. Кроме того, выбирайте МОСФЕТ с небольшими ёмкостями, т.к. ОУ должен быть способен перезарядить эти ёмкости. Другими словами, следует выбрать МОСФЕТ с небольшим запасом по току, т.к. чем "сильнотоковей" МОСФЕТ, тем у него больше ёмкости.
При низковольтном питании схемы (от +5В) МОСФЕТ должен обеспечить нужный ток при напр. затвор-исток, равном максимальному (плюсовому) выходному значению для данного типа ОУ при данном напр. питании (см. даташит). Для ЛМ358 это будет где-то 4В. Ну, минус некоторый запас. Этому требованию отвечает много типов МОСФЕТО'в (см. transfer characteristics Id= f(Vgs) в даташите).
Ну, и не допускайте чрезмерный плюс на входе, чтобы не сжечь Ваш "особый" светодиод. Просто, правильно выбирайте R1 так, чтобы при макс. возможном управляющем напряжении ток через диод не превысил максимально допустимый.

А какой КПД нужен?
И как быстро и точно нужно переключать?

Мне кажется модулировать лучше ключом параллельно светодиоду

КПД не имеет значения. Точность переключения в основном состоит в том, чтоб при максимальном токе не должна быть превышена скважность чтоб на диоде избыточной мощности не выделилось. Тогда может и прогореть с течением времени. Про защиту от повышенного тока правильно упомянуто. Диоды догрогие заразы. По 100 баксов самый дешевый и производятся практически лабораторно. За схему спасибо. Я тоже про это думал. Была мысль сделать транзисторный стабилизатор на широкий диапазон напряжения. Однако на ОУ наверно лучше т.к. есть мысль попробовать модулировать ток синусоидой.

Ну если синусоидой, то дифкаскад по выходу напрашивается,
с "подпоркой" светодиода постоянным током, чтобы загнать рабочую
точку на середину В-А характеристики.
Дифкаскад же можно и использовать в качестве переключателя тока
при импульсной модуляции.

То, что я нарисовал, это, действительно, источник тока - такой как вы хотели (точность, t-стабильность, нечувствительность к V_питания). По задумке он изначально обеспечивает макс. допустимый постоянный ток через светодиод, величина которого подстраивается (выбирается) установкой соответствующего напряжения на входе V_in, например, с помощью TL431 или чего-то подобного. И, как опция, размыкая цепь V_in с той или иной скважностью, вы, соответственно, уменьшаете мощность (яркость) вашего СД.
Вам же, судя по всему, нужен не источник тока, а некий полноценный ШИМ-модулятор, обеспечивающий максимальный пиковый ток при макс. скважности, чтобы не превысить допустимую рмс мощность. Источник же тока не может контролировать превышение рмс значения мощности при наличии ШИМ. По крайней мере, просто этого не сделать.

Не совсем ясно, для чего и как именно вы хотите управлять этим СД с помощью ШИМ. Одно дело, при помощи большой скважности добиться большого тока в импульсе - намного большего, чем макс. допустимый постоянный ток через СД. Другое дело, меняя скважность, менять яркость для передачи какой-то там информации. А тут, вы упомянули ещё и про модуляцию синусом. В общем, непонятно техзадание. Мне, по крайней мере.

SN3350, ZXLD135x/136x

Поддерживаю диффпереключатель, а для защиты от отказов источников тока их резервируют, т.е. несколько последовательно.

При модуляции синусоидой необходимо организовать преобразователь
напряжение - ток.
И я бы "инвертировал" ток, т.е. привязал бы его к + питания,
а светодиод - к земле.

Конечно с питанием от +5В будет проблематично.

Так уже же нарисован такой преобразователь. Я бы транзистор поменяла на биполярный. Можно добавить еще генератор максимального тока. Он же - ограничитель. Последовательно. Простенький.

Но очень уж медленный
А вот этого что-то не понял, можно поподробней.

Что-то вроде этого?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
R2 рассчитать на максимальное напряжение/максимальный ток при аварийной ситуации.
А по минусу модулировать

Почему же он медленный?
А я вот не поняла, что Вы не поняли про биполярный транзистор.


Можно и проще - на напряжении перехода.
Можно добавить еще маленький транзистор, который коротит переход Б-Э большого.

Тогда уж применить стабилизатор напряжения
с ограничением по мах току.

Биполярный транзистор ведет себя в схеме стабилизации тока намного устойчивее.
С полевым могут быть проблемы самовозбуждения узла.

Наверно будет правильно разделить задачу надвое. 1) импульсная модуляция; 2) синусоидальная модуляция. Сначала изготовлю с импульсной и посмотрю что это даст, потом с синусоидальной. Затем сравню результат. Для понимания скажу, что на приемнике излучения будет фильтроваться сигнал с частотой модуляции. Фильтр Бесселя 4 порядка и более.

Кстати, не забудьте учесть вопрос тепловыделения на схеме источника тока.
При питании 24 В, падении напряжения на диоде 1,2 В и токе 0,6 А на транзисторе и резисторе обратной связи выделится 13,7 Вт тепла (как паяльник), которые ещё необходимо рассеять куда-то при максимальной температуре окружающей среды 65 градусов.

Я вот в этом не вижу смысла. Чем синхронный детектор хуже?


Если с этим проблема, то можно же импульсным стабилизатором понизить до нескольких вольт. На резисторе обратной связи не нужно много рассеивать.

Смысл в том, что при прохождении оптического канала теоретически (да и практически) будут наложения посторонних излучений. Лампы накаливания, например, излучают в широком спектре. Вопрос в том, как узнать свой сигнал принимается или смеь с посторонним? Как в случае смеси выделить свой?

Давно уже придумано несколько способов отделения постороннего сигнала. Если полезный сигнал узкополосный (оптически), то оптический фильтр перед приемником и синхронное детектирование. Еще оптика, которая смотрит на источник, а не во все стороны.
Все это для какой цели Вы делаете?

Это все есть и все известно. Только лампе накаливания фильтр на помеха. Фильтром выделяется конкретная длинна волны. А если излучение на этой длинне смешивается с посторонним на ней же, то как выяснить какая часть в излучении на конкретной длинне волны принадлежит "правильному" излучателю, а какая стороннему?

Так еще же синхронный детектор.

Синхронный детектор, пожалуй, самое эффективное. Есть еще фазовые методы с накоплением, но в реализации сложнее. Для ориентировки посмотрите микросхемы тонального набора номера в телефонах.
Все это позволяет выделить полезный сигнал когда общий уровень шумов в несколько раз больше полезного сигнала. Вроде бы реализованы схемы детекторов с уровнем шумов в 40-50дБ выше сигнала, лишь бы приемник вообще не забивался, оставался в линейной зоне.
Если же помехи идут на частоте полезного сигнала, но ничего не поможет.

smk
А что детектировать-то хотите, если не секрет.

Соотношение между опорным и измерительным.


Ну почему. Если взять модулированный сигнал и сложить с другим, то фильтруя на частоте модуляции получим значение модулированного сигнала. А-ля супергетеродин.

Для подобной задачи использовал ADN8810

Нет, супергетеродин или синхронный прием это только способ выделить сигнал из ВЧ несущей. Уровень сигнала должен быть раза в три выше уровня помех для различимости на слух и раз в десять для аппаратного обнаружения.
А вот прием с накоплением позволяет обнаружить сигнал намного меньший шумов. Играется на том, что шумы случайны и многократное суммирование их дает нуль. Сумма же полезного сигнала нарастает.
Это можно сделать, организовав множество приемников с суммированием выходных сигналов. Тогда убираем собственные шумы приемника.
Или многократным приемом одного и того же сообщения с усреднением результатов. Тогда убираем еще и шумы эфира.

Идея понятна. Тут мне нужно сказать, что информация по каналу не передается. Нужно мерять значение самого излучения. Для понимания примерно опишу что нужно делать. Вот у нас есть система из излучателя и приемника. Между ними нет преграды. Мы принимаем излучение и меряем его величину. Это будет точка отсчета. Далее вносим между излучателем и приемником преграду. Излучение уменьшается и мы меряем его опять. Отношение излучения без преграды к излучению с преградой и есть искомая величина. На самом деле все сложнее, но для понимания задачи подойдет и такое простое описание. Собственно нужно решить две проблемы. Одна это стабилизировать параметры излучателя, в данном случае режим светодиода. Вторая это корректно выделить на приемнике искомый сигнал. Установка будет применяться в условиях, далеких от идеальных. Отсюда и танцы с модуляцией.

Может, стабилизировать излучение по уровню, например, дополнительным фотодиодом, непосредственно с излучателя?

да, это хорошая идея.

Нет. Нужды такой нет. Кратковременной стабильности достаточно. Во всяком случае предпосылок к нареканиям нет. Важно чтоб работало долго и относительно ровно.

Кстати а впри стабилизации по излучению мерять чем? Круг замыкается. Курица или яйцо.

Взаимоисключающие требования.

часть излучения отводить на приемник.

Это никак не возможно.

Давайте определимся с толковой схемой питания излучающего светодиода. В любом случае эксперимент покажет как и что лучше. Время пока не сильно жмет. Месяц на поиграться есть. Хотелось бы знать как кто собрал бы источник тока с минимальной температурной зависимосмтью. Собственно на стабильности тока и конструкции светодиода и будет основываться долговременная стабильность. Ну и про защиту и модуляцией (пока импульсной) не забываем.

Во-первых, я уже нарисовал температурно-независимый (в пределах ваших требований по стабильности, разумеется) источник стабильного тока. Ставьте более-менее прецизионные ОУ и ИОН, и будет вам запас с головой.
Во-вторых, судя по всему, вам нужна не сколько t-стабильность источника тока, сколько t-стабильность интенсивности излучения самогО светодиода. Как вы собираетесь бороться с этой t-зависимостью? Другими словами, главный вопрос, полагаю, не в том, как стабилизировать ток, а в том, как поддерживать постоянную яркость СД в диапазоне температур.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Вот, неплохая статья по этой теме. Материал о СД видимого диапазона, но думаю, что в этом смысле ИК принципиально не отличаются.
http://kit-e.ru/articles/led/2005_9_48.php
http://kit-e.ru/articles/led/2006_1_42.php

Угу, вот это интересно.
А стабильный ток питания относительно простая задача.

Замечалось также что имеет место деградация чувствительности для кремниевых фотодиодов порядка едениц процентов в течение лет. Возможно и для светодиодов тоже может быть в плане мощности излучения.

Светодиод не вполне ординарный. Особые материалы, особая технология. Параллелей с обычними проводить не стоит. Интенсивность излучения очень зависит от тока и слабо от температуры. Скажем изменение температуры даст около 3% изменение интенсивности, а изменение тока даст как минимум пропорциональное изменение.

А ещё при отсутствии мер по стабилизации уровня излучения с помощью некоей обратной связи,например при простой стабилизации величины тока через излучающий светодиод,у абсолютно всех светодиодов,с которыми имел дело,имеет место длительный выход на некий стационарный режим излучения.

Причём даже у светодиодов с током модуляции что-то около 20 мА (не скажу точно каких именно) выход на режим был на уровне 10-15 минут (это ежели память не подводит) и это при том,что излучатель модулировался меандром и ток был даже несколько менее допустимого. А меня интересовал именно уровень излучения...

А уж у мощных светодиодов как-бы до Пельтье-стабилизаторов дело не дошло

PS: К сожалению как-то пропустил п.35 , в котором по сути про то-же самое - про t-стабильность интенсивности излучения самогО светодиода. Но при серьёзных требованиях к стабильности излучения не вижу других способов кроме неких методов термостатирования излучающей конструкции.

Судя по документации проблем быть не должно. Там вообще до 10 МГц можно модулировать. Пельтье нужен будет приемнику. Там интересней зависимость.

Значит про термостабилизацию приёмника договорились.

А вот про излучатель не совсем понятно - включили излучатель,кристалл начал греться и при этом излучение осталось стабильным ? Совершенно не зря указал про 20 мА меандра на слабосильном излучателе и про то,что ток однозначно меньше номинала,и то разогрев кристалла был виден однозначно

Как бы там что не происходило, это процессы медленные. Температурная зависимость слабая. На порядки меньше токовой. Да и не важна она в определенном коридоре. Пусть гуляет в своих пределах. Мне соотношение нужно а не само излучение. Относительно получается.

Про то,что тОковая зависимость на порядки выше температурной - совершенно очевидно. То же про медленность процессов - писал уже про десятки минут установления.

Далее - про гулянки "в определённом коридоре":

не помню точно,но мои сильно недонагретые излучатели (меандр + недонагруз по току) давали изменение отдачи в единицы % точно (вроде-бы даже 10 % , но не отвечаю)

Но поскольку для решения моих задач тоже именно соотношение требовалось - удалось так схему построить "с элементами дифференциальности", плюс регулировки проводились на "прогретых" (током меандра с амплитудой уровня 20 мА) приборах.

Мне хватило - может и Вам хватит

Какое именно изменение тока?


Дык, нарисовали же толковую, во 2-м посте.
Чем она Вас не устраивает?

У светодиодов, на которых падает 0,5 Вольта, зависимость длины волны излучения от температуры очень велика.
И даже легко видна зависимость отношения измерительного / опорного каналов от частоты модуляции даже при повсеместном применении термостабилизации...

Мы использовали эту схему для инфракрасных СД, биас 3.3В, Led control 3.3В, LED_K k katodu LED, tok ~ 250mA. Схема рабочая

Для модуляции синусом я бы сделал где-то так.
G1 - основной генератор тока(мах)
G2 - подпорка.
Рассчитать резисторы ОС не составтит труда.
Для импульсной модуляции - G2 убрать (или уменьшить до минимума),
вместо ОС на базу второго транзистора логический порог.

Согласен. Однако речь пока не об этом. В реальности температура окружающей среды будет +20...+55С. Какой довесок даст работающий диод пока сказать трудно. Надеюсь, что железо, на котором он будет установлен, прогреть более чем на 5С ему не удастся. Иной вопрос поддержание температуры для максимальной эффективности диода на нужной длинне волны. Без надлежащих экспериментальных данных на него тоже ответить трудно. Из приведенных графиков следует, что его вообще нужно греть эдак до 60С. В целом я хочу вначале вообще посмотреть что он может при комнатной температуре и как себя поведет. При стабильном токе. А затем уже решать относительно температурного режима.


Хотелось бы чтобы ток ни на мА не подвинулся. Схемы устраивают. Обдумываю, определяюсь.

Для экспериментов решение наверно будет таким, как внизу на картинке. Вопрос такой. Iout = 1.28 / R2. Если верить МС9. Собственно почему 1,28 В? Как его считать и насколько это стабильно?

А и действительно - почему 1,28 ?
И кто/что есть МС9?

PS. ОУ выберите пошустрее. Этот больно тормозной для Ваших целей.